鐵路橋梁的設(shè)計(jì)荷載

1、橋橋 梁梁 工工 程程主講 李勇第 四 講 鐵路橋梁設(shè)計(jì)荷載4.1荷載的種類4.2荷載的計(jì)算4.3荷載的組合鐵路橋梁荷載的種類荷載分類荷 載 名 稱主力恒載結(jié)構(gòu)構(gòu)件及附屬設(shè)備自重，土壓力，預(yù)加力，基礎(chǔ)變位影響力，混凝土收縮和徐變的影響力，靜水壓力及水浮力活載列車豎向靜活載，離心力，列車豎向動(dòng)力作用，活載土壓力，公路活載（需要時(shí)考慮），人行荷載，橫向搖擺力，長(zhǎng)鋼軌縱向水平力（伸縮力和翹曲力）附加力制動(dòng)力或牽引力，風(fēng)力，流水壓力，冰壓力，凍脹力，溫度變化的作用特殊荷載船只或排筏的撞擊力，地震力，施工臨時(shí)荷載，列車脫軌荷載，汽車撞擊力，長(zhǎng)鋼軌斷軌力 荷載的計(jì)算n恒載n活載n附加力n特殊荷載恒 載由支

2、座傳遞來的梁及橋面的重量梁的重量查有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖橋面的重量按均布荷載計(jì)算n單線直線包括雙側(cè)人行道 木枕：38KN/m， 預(yù)應(yīng)力混凝土枕：39.2KN/mn曲線：46.3KN/m和48.1KN/mn單線明橋面：無人行道：6KN/m 人行道木板：8KN/m 人行道砼或鋼板：10KN/m恒 載n圬工等重量：體積乘容重（KN/m3），容重可查鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范（TB10002.12005）橋規(guī)-1n基礎(chǔ)襟邊上土壤重量 體積乘容重，橋臺(tái)不考慮椎體橫向變坡影響n土壓力 墩臺(tái)上土的側(cè)壓力，主動(dòng)土壓力（庫侖理論） 實(shí)體墩臺(tái)水浮力10kN/m3，（位于透水地基）列車豎向靜活載 列車豎向靜活載應(yīng)采用中華人民共和國(guó)鐵

3、路標(biāo)準(zhǔn)活載（中-活載），計(jì)算時(shí)截取，下圖“中-活載”制定于1975年，計(jì)算橋梁抗傾覆穩(wěn)定性時(shí)采用空車豎向活載10KN/m活 載活 載離心力N)(fRvF1272 橋梁在曲線上，應(yīng)考慮離心力，離心力水平向外作用于軌定以上2m處 集中活載N： 分布活載q：)(1272qfvF活 載離心力F離心力（kN）N“中-活載”圖式中的集中荷載（kN）q“中-活載”圖式中的分布荷載（kN/m）v設(shè)計(jì)行車速度（km/h）R曲線半徑（m）f豎向活載折減系數(shù)， )88. 21)(75. 1814(100012000. 1LvvfL橋上曲線部分荷載長(zhǎng)度（m）當(dāng)L2.88m或v 120km/h時(shí)取1.0，當(dāng)L150m時(shí)

4、取計(jì)算值活 載 列車豎向動(dòng)力作用為列車靜活載乘以動(dòng)力系數(shù)（1+），但鋼筋混凝土、混凝土、石砌的橋跨結(jié)構(gòu)及涵洞、鋼架橋，其填土厚度h1m時(shí)（從軌底計(jì)算）及實(shí)體墩臺(tái)不及列車沖擊力 活載土壓力為因活載引起的側(cè)向土壓力，按列車靜活載換算為當(dāng)量均布土層壓力計(jì)算，具體算法參照橋規(guī)-1附 加 力制動(dòng)力或牽引力 制動(dòng)力或牽引力大小接近相等，大小為豎向活載的10%，作用點(diǎn)在軌頂以上2m處；與離心力或沖擊力不同時(shí)發(fā)生，同時(shí)計(jì)算時(shí)只按豎向靜荷載的7%計(jì)算；墩臺(tái)計(jì)算時(shí)移到支座中心處，計(jì)算臺(tái)頂時(shí)移至軌底且不計(jì)算因移動(dòng)計(jì)算點(diǎn)產(chǎn)生的力矩；雙線橋在計(jì)算時(shí)采用單線的制動(dòng)力或牽引力；采用特種荷載時(shí)，不計(jì)算制動(dòng)力或牽引力。附 加

5、力制動(dòng)力或牽引力 制動(dòng)力或牽引力是經(jīng)過支座傳遞至墩臺(tái)的，但支座種類不同，傳遞力的大小也不同，橋規(guī)-1規(guī)定簡(jiǎn)支梁傳遞至墩臺(tái)上的縱向水平力按下列規(guī)定計(jì)算：固定支座為全孔的100%、滑動(dòng)支座為全孔的50%、滾動(dòng)支座為全孔的25%。 同一橋墩安設(shè)固定支座及活動(dòng)支座時(shí)，按上述值相加，不等跨時(shí)不大于較大跨的固定支座的縱向水平力，等跨時(shí)不大于其中一跨的固定支座的縱向水平力；對(duì)于橋臺(tái)應(yīng)分別計(jì)算梁跨和臺(tái)上部分，計(jì)算方法同上；對(duì)橋頭填方破壞棱體范圍內(nèi)的制動(dòng)力或牽引力不予計(jì)算，大部分被軌道帶走。 附 加 力風(fēng) 力n風(fēng)力是水平力，有縱向和橫向，其值為受風(fēng)面積乘風(fēng)荷載強(qiáng)度W,詳見橋規(guī)-1n列車的受風(fēng)面積按3m高的長(zhǎng)方帶

6、計(jì)算，作用點(diǎn)子啊軌頂以上2m高出，僅算橫行不算縱向n梁及橋面系的受風(fēng)面積，對(duì)于整片結(jié)構(gòu)為側(cè)輪廓面積，對(duì)于桁式結(jié)構(gòu)按輪廓面積適當(dāng)折減n橋墩的縱橫向風(fēng)力分別按兩個(gè)方向的受風(fēng)面積計(jì)算，驗(yàn)算橋臺(tái)時(shí)時(shí)，橋臺(tái)本身所受風(fēng)力不予計(jì)算n橋上有車時(shí)，風(fēng)荷載強(qiáng)度采用W的80%計(jì)算，并不大于1250pa，橋上無車時(shí)按原值W計(jì)算，詳見橋規(guī)-1附 加 力流水壓力ngvKAP2.2作用于橋墩的流水壓力P（kN）： K橋墩形狀系數(shù)，數(shù)值如下： 方形橋墩 1.47 矩形橋墩（長(zhǎng)邊與水流平行） 1.33 圓形橋墩 0.73 尖端形橋墩 0.67 圓端形橋墩 0.60 A橋墩阻水面積m2，計(jì)算至一般沖刷線； 水的重度，一般取10kN/m； 計(jì)算時(shí)采用的水的流速m/s； gn標(biāo)準(zhǔn)自由落體加速度m/s2 流水壓力的分布為倒三角形，其著力點(diǎn)在水位線以下1/3水深處 特殊荷載地震力 地震力不與其他附加力同時(shí)計(jì)算，計(jì)算方法詳見鐵路工程抗震規(guī)范震級(jí)與裂度其他荷載 一般情況下吧控制驗(yàn)算荷載組合 鐵路橋梁在運(yùn)營(yíng)過程中，以上四類荷載同時(shí)發(fā)生的可能性很小，設(shè)計(jì)時(shí)